李巧蓮,劉 軍

(洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

基于 GPS的露天礦采剝驗收誤差控制

李巧蓮,劉 軍

(洛陽欒川鉬業(yè)集團股份有限公司礦山公司, 河南欒川市 471542)

利用 GPS測量技術(shù)進行露天礦生產(chǎn)采剝驗收,分析驗收過程中產(chǎn)生誤差的各種原因,并尋求有效的誤差控制方法,確保了驗收精度。

GPS測量;采剝驗收;誤差控制

露天礦山的采剝工程驗收工作就是要對礦山所有采剝工程進展情況進行及時、全面的測量,并繪制成圖。主要是對礦山采剝生產(chǎn)作業(yè)計劃的實施情況予以檢核,對施工質(zhì)量進行監(jiān)督和規(guī)范,是礦山生產(chǎn)經(jīng)營考核和各項指標控制的一項基礎(chǔ)性技術(shù)工作,包括礦山采出礦石量、廢石量測量驗收,作業(yè)場地達標驗收,爆破穿孔驗收,作業(yè)臺階邊坡驗收,采場道路驗收等等[1]。為礦山加強技術(shù)管理、計劃管理、資源管理、損失貧化管理等提供可靠的圖件資料和工程技術(shù)參數(shù)。其中礦巖采剝驗收數(shù)據(jù)的誤差大小直接影響到公司的生產(chǎn)經(jīng)營考核工作,是礦山企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理的核心之一。利用先進的測量手段,有效地控制測量誤差至關(guān)重要。

洛陽欒川鉬業(yè)集團礦山公司 2005年度的采剝總量已經(jīng)達到 16414 km3,根據(jù)《有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》的要求,年度總算控制誤差按 1%計算[2],將會有 164.14 km3的工程量差值,按 20元/m3的采剝綜合單價估算將會給經(jīng)營考核指標造成 300余萬元的波動。面對如此大的礦山采剝生產(chǎn)能力,為把《規(guī)范》要求的限差控制到極限,實現(xiàn)資源損失最小化、公司利益最大化,測量技術(shù)人員結(jié)合相關(guān)的礦山測量技術(shù)規(guī)范和實踐經(jīng)驗重點開展了以下幾方面的工作。

1 健全規(guī)章制度,嚴格驗收程序

(1)結(jié)合礦山生產(chǎn)的實際情況和特殊的采剝作業(yè)條件,在《有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》和《金屬礦山測量技術(shù)手冊》的指導下,重新制訂下發(fā)了《洛鉬集團礦山公司露天開采生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》,細化了相關(guān)測量章節(jié)的具體操作規(guī)范,結(jié)合現(xiàn)在使用的先進測量儀器,科學合理的壓縮了驗收限差范圍。

(2)制訂下發(fā)了《洛鉬集團礦山公司露采工業(yè)場地工程驗收管理規(guī)定》,并補充下發(fā)了《礦山公司中深孔驗收的若干規(guī)定》。

(3)完善內(nèi)業(yè)和外業(yè)的檢核手段,實行外業(yè)測量作業(yè)時采用多人同時定區(qū)域數(shù)據(jù)采集,內(nèi)業(yè)分別成圖計算的交叉驗收檢核辦法,進一步嚴格驗收程序,完善檢核機制。

2 引進先進設(shè)備,優(yōu)化驗收工藝

(1)先進的測量設(shè)備是提高測量效率和精度的必要條件。傳統(tǒng)的測量設(shè)備如經(jīng)緯儀、全站儀等,外業(yè)數(shù)據(jù)采集費人、費力、耗時、精度低。為適應露天開采測量戰(zhàn)線長、地形復雜、工作量大等需要,經(jīng)過考察選型和應用試驗,選用先進的 GPS(RTK)礦山測量新工藝,并全面應用到礦山的測繪工作中。

(2)測量工作的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、成圖、計算工作在傳統(tǒng)測量模式下由手工完成,周期長,累積誤差大。GPS的應用配以專業(yè)的南方測繪 Cass測量軟件,實現(xiàn)了外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和成圖計算的完美結(jié)合,使工程驗收工作實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

3 分析誤差來源,尋求解決方案

即使再先進的測量設(shè)備也有其美中不足之處,對 GPS(RTK)來講,同樣存在著不可避免的各種測量誤差,誤差來源于測量工藝及設(shè)備的系統(tǒng)誤差和測量作業(yè)人員的人為誤差兩個方面。

3.1 測量設(shè)備系統(tǒng)誤差

設(shè)備系統(tǒng)誤差是指特定型號的 GPS(RTK)測量設(shè)備在正常工作狀態(tài)下受設(shè)備自身性能及外部工作環(huán)境的影響產(chǎn)生的誤差,它包括受衛(wèi)星運行狀態(tài)、天空環(huán)境、數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)扔绊懏a(chǎn)生的各種誤差[3]。系統(tǒng)誤差的解決辦法是要選擇質(zhì)量可靠、穩(wěn)定性強的GPS(RTK)測量設(shè)備,做到設(shè)備定期檢校并選擇最佳的外業(yè)數(shù)據(jù)采集時段。

3.2 測量中的人為誤差[4]

(1)GPS基站架設(shè)對中誤差。

(2)各項校正參數(shù)的設(shè)置誤差。

(3)移動站校正和測點時的天線偏移誤差。

(4)外業(yè)數(shù)據(jù)采集時特征點選取誤差。

(5)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處時數(shù)據(jù)篩選誤差。

(6)成圖連線和圖形套用誤差。

(7)建模選點和計算公式選用誤差。

針對以上可能出現(xiàn)的各種誤差只要嚴格按照公司制訂的《GPS使用管理規(guī)定》進行規(guī)范操作,以《GPS(RTK)測量技術(shù)規(guī)范》為指導,提高測量技術(shù)人員的責任心,完全可以減少,甚至避免各項人為誤差的產(chǎn)生。

4 應用實例

以 1390臺階中南部空區(qū)處理爆堆推進的驗收測量為例,為科學合理編制周配礦計劃,必須及時的驗收設(shè)備推進作業(yè)量。針對所用的南方 RTK的設(shè)備性能和各項技術(shù)指標,在每一次外業(yè)測量前,都要認真查閱星歷和天氣預報,同時選取 2臺設(shè)備做好室內(nèi)檢驗和外業(yè)校正[5]。在外業(yè)測量時有 2名測量技術(shù)人員根據(jù)規(guī)范要求結(jié)合各自的工作經(jīng)驗選取特征點進行數(shù)據(jù)采集。

內(nèi)業(yè)成圖時分別對外業(yè)采集點進行篩選連線,利用配套的 CASS成圖軟件建立 DT M模型,選取計算邊界進行計算,根據(jù) 2次同步結(jié)果進行算術(shù)平均,作為當周的驗收結(jié)果。在每月的末周驗收圖件,同時結(jié)合上月末周的驗收圖件計算出當月的工程驗收總量,與當月期間 4周的驗收數(shù)據(jù)累計值進行比差求誤差率,季度總差和當月誤差均在 0.3%以內(nèi),大大優(yōu)于礦山采剝工程驗收的規(guī)范限差。

5 結(jié) 論

礦山公司露采工業(yè)場地應用 GPS(RTK)進行礦巖采剝驗收測量以來,采取行之有效的誤差控制方法,確保了月工程驗收累計、年度工程總驗收、年度驗收復核外審等各項數(shù)據(jù)不超差,效果顯著,為公司的生產(chǎn)經(jīng)營考核提供了可靠的工程經(jīng)濟指標,科學合理地反映了公司的生產(chǎn)經(jīng)營狀態(tài),極大地維護了公司利益,這是傳統(tǒng)的工程驗收工藝所無法比擬的。

[1] 金屬礦山測量手冊編委會.金屬礦山測量手冊[M].長沙:湖南科學技術(shù)出版社,1995.

[2] GB6722.有色金屬礦山生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 徐紹全,張華海,等.GPS測量原理及應用[M].武漢:武漢大學出版社,2003.

[4] 魏二虎,黃勁松.GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學出版社,2004.

[5] GB/T18314-2009.全球定位系統(tǒng) (GPS)測量規(guī)范[S].

2010-05-31)

李巧蓮 (1974-),女,山西孝義人,國家注冊質(zhì)量工程師,中國測繪學會會員,主要研究方向為礦山信息化測繪,Email:lmliqiaolian-135@163.com。